(57)【要約】【課題】  半導体チップ上の電極と接続するアルミワイヤを、十分な接続強度で直接ボンディング接続できる厚膜電極配線を備えた厚膜回路部品を提供する。【解決手段】  絶縁性基板１１と、該基板上に配置された厚膜電極配線１２とを備えた厚膜回路部品であって、前記厚膜電極配線１２は、下層に配置されたＡｇ−Ｐｔ系厚膜１２ａと上層に配置されたＡｇ−Ｐｄ系厚膜１２ｂとを重ねた、アルミワイヤのボンディング接続部を含むものである。ここで、前記ボンディング接続部は、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜１２ａとＡｇ−Ｐｄ系厚膜１２ｂとが融合して一体化したものである。【選択図】  図１
2007073896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、該基板上に配置された厚膜電極配線とを備えた厚膜回路部品であって、
前記厚膜電極配線は、下層に配置されたＡｇ−Ｐｔ系厚膜と上層に配置されたＡｇ−Ｐｄ系厚膜とを重ねた、アルミワイヤのボンディング接続部を含むものであることを特徴とする厚膜回路部品。
【請求項２】
前記ボンディング接続部は、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜とＡｇ−Ｐｄ系厚膜とが融合して一体化したものであることを特徴とする請求項１記載の厚膜回路部品。
【請求項３】
絶縁性基板を準備し、
前記絶縁性基板上にＡｇ−Ｐｔ系厚膜による電極配線層を配置し、
前記Ａｇ−Ｐｔ系厚膜による電極配線層に重ねてＡｇ−Ｐｄ系厚膜による電極配線層を配置することを特徴とする厚膜回路部品の製造方法。
【請求項４】
前記Ａｇ−Ｐｄ系厚膜による電極配線層をアルミワイヤのボンディング接続部のみについて重ねて配置することを特徴とする請求項３記載の厚膜回路部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミナ等の絶縁性基板上に、少なくとも厚膜電極配線と半導体チップとを備えた厚膜ハイブリッドＩＣなどの厚膜回路部品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上記ハイブリッドＩＣが厚膜回路部品として広く用いられている。ハイブリッドＩＣに半導体のベアチップを搭載する場合、図５に示すように、半導体チップ１３上の電極１３ａと厚膜電極配線１２の一部に実装したボンディングパッド１６とをアルミワイヤ１５でボンディング接続する接続法が一般に採用されている。ここで、ボンディングパッド１６は、例えばＣｕの薄板からなり、厚膜電極配線１２の形成後に、別途の実装工程により装着される。
【０００３】
しかしながら、ボンディングパッド１６を装着すると、絶縁性基板１１上にボンディングパッド１６のスペースが必要となり、厚膜ハイブリッドＩＣの小型化を制約する。このため、半導体チップ上の電極１３ａとＡｇ−Ｐｄ系厚膜などの厚膜電極配線１２とをアルミワイヤ１５のボンディングで直接接続することが提案されているが、普通の方法で直接接続すると、十分な接合強度が得られず、信頼性の面で問題があることが指摘されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２４４２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、半導体チップ上の電極と接続するアルミワイヤを、十分な接続強度で直接ボンディング接続できる厚膜電極配線を備えた厚膜回路部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の厚膜回路部品は、絶縁性基板と、該基板上に配置された厚膜電極配線とを備えた厚膜回路部品であって、前記厚膜電極配線は、下層に配置されたＡｇ−Ｐｔ系厚膜と上層に配置されたＡｇ−Ｐｄ系厚膜とを重ねた、アルミワイヤのボンディング接続部を含むものであることを特徴とする。ここで、前記ボンディング接続部は、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜とＡｇ−Ｐｄ系厚膜とが融合して一体化したものである。
【発明の効果】
【０００６】
上記本発明によれば、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜とＡｇ−Ｐｄ系厚膜とを重ねた複層の導電性厚膜とすることで、緻密な導電性厚膜が得られる。そして、上記複層の導電性厚膜にアルミワイヤのボンディング接続を行うと、十分な接続強度が得られる。このため、従来必要であったＣｕ薄板のボンディングパッドの装着が不要となり、高密度実装が可能となり、厚膜回路部品を小型化することができると共に、生産工程を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、各図中、同一の機能を有する部材または要素には同一の符号を付して、その重複した説明を省略する。
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態の厚膜回路部品のボンディング接続部を示す。アルミナなどの絶縁性基板１１の表面には、厚膜電極配線１２が配置され、この厚膜電極配線は下層のＡｇ−Ｐｔ系厚膜１２ａと上層のＡｇ−Ｐｄ系厚膜１２ｂとの積層構造となっている。一例として、その厚さは各層が１２μｍ程度であり、合計で２４μｍ程度である。また、その幅は、一例として、５００−６００μｍ程度であり、従来のＣｕ薄板等からなるボンディングパッド１６の幅と比較して１／２程度となっている。
【０００９】
この厚膜回路部品は、ハイブリッドＩＣであり、能動素子として半導体チップ（ベアチップ）１３を搭載しており、受動素子として図示しない抵抗素子やコンデンサ素子を搭載している。半導体チップ１３は、絶縁性基板１１上に設けられたランド１４に、導電性接着剤等により固定されている。
【００１０】
半導体チップ１３上の電極１３ａと厚膜電極配線１２の接続部には、アルミワイヤ１５の両端がそれぞれボンディングされ、半導体チップ１３と厚膜電極配線１２とがアルミワイヤ１５により接続されている。アルミワイヤ１５のボンディングは、超音波ボンディングにより行われ、半導体チップ上の電極１３ａと良好な接合性が得られると共に、厚膜電極配線１２の接続部と良好な接合性が得られる。
【００１１】
図２は、本発明のＡｇ−Ｐｔ系厚膜とＡｇ−Ｐｄ系厚膜の積層構造と、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜の単層構造と、Ａｇ−Ｐｄ系厚膜の単層構造とにおける、ボンディング強度を対比したものである。図示するように、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜の単層構造では、ボンディング強度が全体として低く、且つボンディング強度のバラツキが大きい。Ａｇ−Ｐｄ系厚膜の単層構造では、ボンディング強度は、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜の単層構造よりも改良されるが、まだ十分ではない。
【００１２】
これに対して、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜とＡｇ−Ｐｄ系厚膜の積層構造では、図５に示す従来例のボンディングパッドを実装した場合と同等のボンディング強度が得られる。このため、上述したように、従来例のボンディングパッド１６を無くし、厚膜電極配線１２の一部をアルミワイヤの接続部とすることができる。これにより、厚膜電極配線１２の一部をアルミワイヤの接続部とした場合には、従来例のボンディングパッド１６の所要面積を約半分に低減でき、実装密度が向上し、厚膜ハイブリッドＩＣの全体寸法を低減できる。また、従来例のボンディングパッド１６を実装する必要が無くなるので、生産工程を簡略化でき、生産工数を低減できる。
【００１３】
図３Ａ乃至図３Ｆは、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜の単層構造と、Ａｇ−Ｐｄ系厚膜の単層構造と、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜とＡｇ−Ｐｄ系厚膜の積層構造の表面と断面の走査型電子顕微鏡による１０００倍の拡大写真を示す。図示するように、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜の単層構造（図３Ａ、図３Ｂ）と、Ａｇ−Ｐｄ系厚膜の単層構造（図３Ｃ、図３Ｄ）との場合には、厚膜が粗密化した層である。これに対し、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜とＡｇ−Ｐｄ系厚膜の積層構造（図３Ｅ、図３Ｆ）の場合には、厚膜が緻密な層である。このように、厚膜が緻密な層であるので、上記のように良好なアルミワイヤのボンディング強度が得られる。
【００１４】
図３Ｆに示されるように、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜とＡｇ−Ｐｄ系厚膜の積層構造の場合には、焼成時に両者が融合することで、緻密な膜が形成される。なお、下層のＡｇ−Ｐｔ系厚膜１２ａは、固有抵抗値が低く、アルミナ基板１１との密着性が良好であるが、ハンダに喰われやすいという性質を有し、上層のＡｇ−Ｐｄ系厚膜１２ｂは、固有抵抗値はやや高いが、ハンダに喰われ難いという性質を有し、両者が融合することで、基板への密着性等の導電性厚膜電極としての特性を損なうことなく良好なボンディング性を有する厚膜が得られる。
【００１５】
図４は、ハイブリッドＩＣの製造工程の一例を示す。まず、アルミナ基板を準備する。次に、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜ペーストを上記アルミナ基板にスクリーン印刷し、乾燥後、高温で焼成し、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜による電極配線層を配置する。そして、Ａｇ−Ｐｄ系厚膜ペーストを上記Ａｇ−Ｐｔ系厚膜電極配線パターンに重ねてスクリーン印刷し、乾燥後、高温で焼成し、Ａｇ−Ｐｄ系厚膜による電極配線層を配置する。なお、この重ね印刷は、全部の厚膜電極配線パターンについて行ってもよいが、厚膜電極配線パターンのうち、アルミワイヤのボンディング接続部のみについて行ってもよい。部分的に重ね印刷を行うことで、高価なＡｇ−Ｐｄ系厚膜ペーストの使用量を低減できる。
【００１６】
次に、半導体チップ、チップ抵抗器やチップコンデンサ等の受動部品を導電性接着剤による接合またはハンダリフローなどにより実装する。そして、半導体チップ上の電極と厚膜電極配線のボンディング接続部にアルミワイヤを超音波ボンディングし、アルミワイヤを配線接続する。これにより、従来のＣｕ薄板などのボンディングパッドを必要としない、高密度実装が可能な厚膜ハイブリッドＩＣを製作できる。
【００１７】
なお、上記重ね印刷は、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜ペーストを印刷、焼成後、Ａｇ−Ｐｄ系厚膜ペーストを上記Ａｇ−Ｐｔ系厚膜電極パターンに重ねて印刷し、焼成する例について説明したが、Ａｇ−Ｐｔ系厚膜ペーストを印刷、乾燥し、Ａｇ−Ｐｄ系厚膜ペーストを重ね印刷、乾燥後、両者を同時に焼成するようにしてもよい。
【００１８】
また、上記実施形態はハイブリッドＩＣの例について説明したが、アルミワイヤのボンディング接続を行うその他の形式の厚膜回路部品についても、同様に適用が可能である。
【００１９】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態の厚膜回路部品の部分断面図である。
【図２】本発明の厚膜電極配線と従来の厚膜電極配線とのボンディング強度を対比したグラフである。
【図３Ａ】Ａｇ−Ｐｔ系厚膜の単層構造の場合の表面の走査型電子顕微鏡による拡大写真である。
【図３Ｂ】Ａｇ−Ｐｔ系厚膜の単層構造の場合の断面の走査型電子顕微鏡による拡大写真である。
【図３Ｃ】Ａｇ−Ｐｄ系厚膜の単層構造の場合の表面の走査型電子顕微鏡による拡大写真である。
【図３Ｄ】Ａｇ−Ｐｄ系厚膜の単層構造の場合の断面の走査型電子顕微鏡による拡大写真である。
【図３Ｅ】Ａｇ−Ｐｔ系厚膜とＡｇ−Ｐｄ系厚膜の積層構造の場合の表面の走査型電子顕微鏡による拡大写真である。
【図３Ｆ】Ａｇ−Ｐｔ系厚膜とＡｇ−Ｐｄ系厚膜の積層構造の場合の断面の走査型電子顕微鏡による拡大写真である。
【図４】本発明のハイブリッドＩＣの製造工程の一例を示すフロー図である。
【図５】従来の厚膜回路部品の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１１  絶縁性基板
１２  厚膜電極配線
１２ａ  Ａｇ−Ｐｔ系厚膜
１２ｂ  Ａｇ−Ｐｄ系厚膜
１３  半導体チップ
１３ａ  半導体チップ上の電極
１４  ランド
１５  アルミワイヤ
１６  ボンディングパッド
【図１】
2007073896.tif 000003
【図２】
2007073896.tif 000004
【図４】
2007073896.tif 000005
【図５】
2007073896.tif 000006
【図３Ａ】
2007073896.tif 000007
【図３Ｂ】
2007073896.tif 000008
【図３Ｃ】
2007073896.tif 000009
【図３Ｄ】
2007073896.tif 000010
【図３Ｅ】
2007073896.tif 000011
【図３Ｆ】
2007073896.tif 000012